可编程控制器的基础知识.ppt

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1、主编及课件制作主编及课件制作 祝红芳祝红芳 人民邮电出版社人民邮电出版社 高等职业教育机电系列教材高等职业教育机电系列教材 教学目的和要求教学目的和要求 通过本章学习，使学生了解几种常用的低通过本章学习，使学生了解几种常用的低压控制电器和保护电器，掌握三相异步电动机压控制电器和保护电器，掌握三相异步电动机的继电接触器典型控制电路的继电接触器典型控制电路,以及按行程、时以及按行程、时间等常用控制方式构成的控制电路，它们是分间等常用控制方式构成的控制电路，它们是分析和构成更为复杂的控制电路的基础。析和构成更为复杂的控制电路的基础。教学手法教学手法 根据教学内容的不同，采用根据教学内容的不同，采用“

2、情景导入法情景导入法”、“问题探究法问题探究法”、“直观教学法直观教学法”、“分分析归纳法析归纳法”、“案例分析法案例分析法”、“案例驱动法案例驱动法”等教学方法。等教学方法。授课重点授课重点 本章重点是掌握常用的电机控制基本电路。本章重点是掌握常用的电机控制基本电路。授课要点与授课设计授课要点与授课设计 1.1 常用低压控制电器常用低压控制电器 2学时学时 继电接触器控制电路继电接触器控制电路 4学时学时 *典型机床控制线路举例典型机床控制线路举例 实验实验 常用控制电路常用控制电路 2学时学时 授课设计授课设计:本章首先向学生说明继电接触本章首先向学生说明继电接触控制系统在实际中的应用控制

3、系统在实际中的应用,然后展示一些常用然后展示一些常用低压控制电器和保护电器低压控制电器和保护电器,再介绍这些电器的再介绍这些电器的作用、工作原理等，最后讲解常用作用、工作原理等，最后讲解常用继电器接触继电器接触器控制电路器控制电路 。作业作业:1.1 1.5 1.7 1.8 1.14 n 1.1 常用低压控制电器常用低压控制电器 n 1.2 继电接触器控制电路继电接触器控制电路 n 1.3 典型机床控制线路举例典型机床控制线路举例 n 本章小结本章小结1.1 常用低压控制电器常用低压控制电器l 1.1.1 刀开关刀开关l 1.1.2 组合开关组合开关l 1.1.3 按钮按钮 l 1.1.4 熔

4、断器熔断器l 1.1.5 交流接触器交流接触器l 1.1.6 热继电器热继电器l 1.1.7 时间继电器时间继电器l 1.1.8 行程开关行程开关l 1.1.9 自动空气开关自动空气开关 l 1.1.10 中间继电器中间继电器 电器电器:对电动机和生产机械实现控制和对电动机和生产机械实现控制和保护的电工设备。保护的电工设备。电器按其工作电压可分为电器按其工作电压可分为 低压电器：低压电器：用于交流用于交流1200V以下、直流以下、直流1500V以下的电路中起通断、保护、控制或调以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。节作用的电器产品。高压电器：高压电器：用于交流用于交流1200V以

5、上、直流以上、直流1500V以上的电器产品。以上的电器产品。电器按电器按操作方式操作方式可分为：可分为：手动电器：手动电器：刀开关、组合开关及按钮等。刀开关、组合开关及按钮等。自动电器：自动电器：接触器、继电器、熔断器和行接触器、继电器、熔断器和行程开关等程开关等。电器按电器按用途用途可分为：可分为：低压配电电器：低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔刀开关、低压断路器、熔断器等。断器等。低压控制电器：低压控制电器：接触器、继电器、控制器、接触器、继电器、控制器、按钮等。按钮等。作用：作用：主要起隔离电源的作用，或用于主要起隔离电源的作用，或用于手控不频繁地接通或断开带负载的电路手控不频繁地接通

6、或断开带负载的电路。组成：组成：它由闸刀它由闸刀(动触片动触片)、刀座、刀座(静触片静触片)、绝缘底板和胶盖等部分组成。如图、绝缘底板和胶盖等部分组成。如图1-11-1。常用的闸刀开关有常用的闸刀开关有HK1、HK2系列。系列。1.1.1 刀开关刀开关静触片静触片动触片动触片瓷质底板瓷质底板下胶盖下胶盖 上胶盖上胶盖 图图1-1 1-1 刀开关外形图及符号：刀开关外形图及符号：1.1.2 组合开关组合开关 作用：作用：常用来作为电源的引入开关，也常用来作为电源的引入开关，也用来控制小型笼式异步电动机起动、停止、用来控制小型笼式异步电动机起动、停止、正反转及局部照明。正反转及局部照明。组成：组成

7、：由若干对动触片和静触片，分别由若干对动触片和静触片，分别装于数层由绝缘材料隔开的胶木盒内。装于数层由绝缘材料隔开的胶木盒内。常用的组合开关是常用的组合开关是HZ10HZ10系列，额定电压系列，额定电压为交流为交流380V380V，直流，直流220V220V，额定电流有，额定电流有10A10A、25A25A、60A60A及及100A100A等多级。等多级。1.手柄手柄2.转轴转轴3.弹簧弹簧4.凸轮凸轮5.绝缘杆绝缘杆6.绝缘垫板绝缘垫板7.动触片动触片8.静触片静触片9.接线柱接线柱 图图1-2 1-2 组合开关组合开关外形图、结构示意图及符号：外形图、结构示意图及符号：L1 L2 L3U

8、V W 作用：作用：通常用来接通或断开电流很小的通常用来接通或断开电流很小的控制电路，从而控制电动机或其它电气设备控制电路，从而控制电动机或其它电气设备的运行。的运行。组成：组成：它有两对静触点和一对动触点，它有两对静触点和一对动触点，动触点的两个触点之间是导通的，另外还有动触点的两个触点之间是导通的，另外还有按钮帽、复位弹簧等部件。按钮帽、复位弹簧等部件。动合触点动合触点（也叫（也叫常开触点常开触点）是指按钮未）是指按钮未被按下时就是断开的触点，被按下时就是断开的触点，动断触点动断触点（也叫（也叫常闭触点常闭触点）是指按钮未被按下时就是闭合的）是指按钮未被按下时就是闭合的触点。触点。1.1.

9、3 按按 钮钮 图图1-31-3 按钮按钮外形图、原理图及符号：外形图、原理图及符号：常用的按钮为常用的按钮为LA系列，额定电压交流为系列，额定电压交流为500V，直流为，直流为440V，额定电流一般为，额定电流一般为5A。由两个按钮组合在一起叫由两个按钮组合在一起叫双联按钮双联按钮。常开按钮常开按钮常闭常闭按钮按钮 作用：作用：最常用的短路保护电器。最常用的短路保护电器。组成：组成：它主要由熔体（熔片或熔丝）和它主要由熔体（熔片或熔丝）和熔管组成。熔管组成。常常用用的的低低压压熔熔断断器器有有RC1ARC1A型型插插入入式式、RL1RL1型型螺螺旋旋式式、RM10RM10型型无无填填料料封封

10、闭闭管管式式、RT0RT0型型有有填填料料管管式式以以及及RLSRLS型型螺螺旋旋式式快快速速熔熔断断器器。插插入入式式与与螺螺旋旋式式的的结结构构分分别别如如图图 (a)(a)、(b)(b)所所示示,图图(c)(c)是熔断器的符号。是熔断器的符号。1.1.4 熔断器熔断器 图图1-4 熔断器熔断器外形图及符号：外形图及符号：熔体额定电流的选择：熔体额定电流的选择：（1）照照明明和和电电热热负负载载没没有有电电流流的的冲冲击击，因因此此所所选选熔熔体体的的额额定定电电流流应应等等于于或或稍稍大大于于被被保保护护设设备备的的额额定电流。定电流。此时熔断器兼有短路和严重过载保护功能。此时熔断器兼有

11、短路和严重过载保护功能。（2 2）单台电动机用熔体的额定电流：）单台电动机用熔体的额定电流：熔体额定电流熔体额定电流电动机起动电流电动机起动电流/K/K K K为经验系数，通常取，若电动机起动频繁，为经验系数，通常取，若电动机起动频繁，则取则取K=2K=2。（3）多台电动机合用的熔断器的选择）多台电动机合用的熔断器的选择 熔熔体体额额定定电电流流=（）最最大大容容量量电电动动机机的的额额定定电电流流+其余电动机的额定电流之和其余电动机的额定电流之和 保护具有冲击电流负载的熔断器只具有短路保护功能。保护具有冲击电流负载的熔断器只具有短路保护功能。作用：作用：通常用于通常用于接通或切断电动机或其接

12、通或切断电动机或其它负载电路。它负载电路。组成及工作原理：组成及工作原理：交流接触器主要由电交流接触器主要由电磁铁和触点组成。电磁铁包括线圈、静铁心磁铁和触点组成。电磁铁包括线圈、静铁心和动铁心，当线圈通电，产生电磁吸力，将和动铁心，当线圈通电，产生电磁吸力，将动铁心吸合，并带动触点运动，使常闭触点动铁心吸合，并带动触点运动，使常闭触点先断开，常开触点后闭合。当线圈断电时，先断开，常开触点后闭合。当线圈断电时，磁力消失，各触点又恢复到原来的位置，其磁力消失，各触点又恢复到原来的位置，其常开触点先断开，常闭触点后断开。常开触点先断开，常闭触点后断开。1.1.5 交流接触器交流接触器 图图1-5

13、1-5 交流接触器交流接触器交流接触器交流接触器主要结构图及符号：主要结构图及符号：线圈线圈 主触点主触点 常开辅助触点常开辅助触点 常闭辅助触点常闭辅助触点 CJ10和和CJ20系系列列的的交交流流接接触触器器电电磁磁线线圈圈的的额额定定电电压压有有36V、110V、127V、220V、380V等等，主主触触点点的的额额定定电流有电流有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A等。等。作用：作用：常用来作为电动机的过载保护。常用来作为电动机的过载保护。图图1-6 热继电器的原理结构图和符号热继电器的原理结构图和符号:热元件热元件 常闭触点常闭触点1.推杆推杆 2.双金属片双金属

14、片 3.热元件热元件 4.导板导板 5.常闭触点常闭触点 6.复位按钮复位按钮 7.调节旋钮调节旋钮FRFR1.1.6 热继电器热继电器 热继电器的工件原理：热继电器的工件原理：热继电器的热热继电器的热元件串接在主电路中，常闭触点接在控制元件串接在主电路中，常闭触点接在控制电路中。当电动机过载后，通过热元件的电路中。当电动机过载后，通过热元件的电流增加，经过预定的时间，热元件温度电流增加，经过预定的时间，热元件温度升高，双金属片受热而弯曲幅度增大，热升高，双金属片受热而弯曲幅度增大，热继电器脱扣，即常闭触点断开，通过有关继电器脱扣，即常闭触点断开，通过有关控制电路和控制电器的动作，切断电动机控

15、制电路和控制电器的动作，切断电动机的电源而起到保护作用。的电源而起到保护作用。作作用用：时时间间继继电电器器是是一一种种接接受受控控制制信信号号后后,它它的的触触点点能能够够延延时时动动作作的的自自动动控控制制电电器器,主主要要用在需要时间顺序进行控制的电路中。用在需要时间顺序进行控制的电路中。组组成成：通通电电延延时时空空气气式式时时间间继继电电器器主主要要由由电磁系统、微动开关、空气室和电磁系统、微动开关、空气室和传动机构组成。传动机构组成。时时间间继继电电器器有有空空气气式式、电电磁磁式式及及电电子子式式等等种种类类。在在继继电电接接触触控控制制电电路路中中用用得得较较多多的的是是空空气

16、气式式时时间间断断电电器器，它它是是利利用用空空气气的的阻阻尼尼作作用用获获得动作延时，分为通电延时和断电延时两种。得动作延时，分为通电延时和断电延时两种。1.1.7 时间继电器时间继电器 图图1-71-7 时间继电器的原理结构图时间继电器的原理结构图:1.线圈线圈 2.铁心（静铁心）铁心（静铁心）3.衔铁衔铁(动铁心动铁心)4.复位弹簧复位弹簧5.推板推板 6.活塞杆活塞杆7.杠杆杠杆 8.塔形弹簧塔形弹簧9.弱弹簧弱弹簧 10.橡皮膜橡皮膜11.空气室壁空气室壁 12.活塞活塞13.调节螺杆调节螺杆 14.进气孔进气孔15.微动开关微动开关 16.微动开关微动开关 图图1-8 时间继电器的

17、符号时间继电器的符号:1.1.8 行程开关行程开关 作用：作用：行程开关也叫位置开关，它是根行程开关也叫位置开关，它是根据生产机械运行部件的位置进行动作的电器。据生产机械运行部件的位置进行动作的电器。在继电接触控制系统中，行程开关被广泛用在继电接触控制系统中，行程开关被广泛用来实现自动往复运动控制和终端保护控制等。来实现自动往复运动控制和终端保护控制等。分类与组成：分类与组成：行程开关有单滚轮式、双行程开关有单滚轮式、双滚轮式和推杆式等种类，它有一对常开触点滚轮式和推杆式等种类，它有一对常开触点和一对常闭触点，其结构和动作原理与双联和一对常闭触点，其结构和动作原理与双联按钮相似，不同的是行程开

18、关是利用装在运按钮相似，不同的是行程开关是利用装在运动部件上的撞块自动撞动的，故行程开关属动部件上的撞块自动撞动的，故行程开关属于自动电器。于自动电器。滚轮滚轮 推杆推杆 图图1-9 行程开关的外形图、结构图及符号行程开关的外形图、结构图及符号:(a)外形图外形图 (b)推杆式结构图推杆式结构图 (c)符号符号ST 常开触点常开触点ST 常闭触点常闭触点推杆推杆恢复弹簧恢复弹簧静静触触点点动动触触点点常用的行程开关有常用的行程开关有LX19、LXK2等系列。等系列。作用：作用：自动空气开关又称自动空气断路自动空气开关又称自动空气断路器，简称自动开关，是低压电路中广泛应用器，简称自动开关，是低压

19、电路中广泛应用的一种控制保护电器。它具有短路、过载和的一种控制保护电器。它具有短路、过载和欠压等多种保护。欠压等多种保护。组成：组成：主要有触点系统、机械传动机构主要有触点系统、机械传动机构和保护装置等。和保护装置等。自动空气开关分为自动空气开关分为DZ和和DW两大系列两大系列。1.1.9 自动空气开关自动空气开关 图图1-101-10 自动开关原理结构图及符号自动开关原理结构图及符号:过流脱扣器过流脱扣器主触点主触点 自由脱扣机构自由脱扣机构欠压脱扣器欠压脱扣器 L1 L2 L3热热脱脱扣扣器器Q1.1.10 中间继电器中间继电器 作用：作用：作为中间环节传递与转换信号，作为中间环节传递与转

20、换信号，或同时控制多个电路，对小容量电动机（额或同时控制多个电路，对小容量电动机（额定电流小于定电流小于5A）也可代替接触器作接通和切）也可代替接触器作接通和切断电源用。断电源用。组成与工作原理：组成与工作原理：中间继电器的结构和中间继电器的结构和动作原理与交流接触器相似，也是由电磁铁动作原理与交流接触器相似，也是由电磁铁和触点系统组成，区别是其容量小些，触点和触点系统组成，区别是其容量小些，触点数多些（可多达数多些（可多达8对），触点无主、辅之分对），触点无主、辅之分。图图1-111-11 JZ7JZ7系列中间继电器的外形结构图和符号：系列中间继电器的外形结构图和符号：线圈线圈 常开触点常开

21、触点 常闭触点常闭触点 选用中间继电器时，主要是根据控制电选用中间继电器时，主要是根据控制电路的电压和对触点数量的需要来选择线圈额定路的电压和对触点数量的需要来选择线圈额定电压等级及触点数目电压等级及触点数目。1.2 继电接触器控制电路继电接触器控制电路l 1.2.1 控制线路的原理图与接线图控制线路的原理图与接线图 l 1.2.2 三相异步电动机基本控制线路三相异步电动机基本控制线路1.2.1 控制线路的原理图与接线图控制线路的原理图与接线图 继电接触器控制系统：继电接触器控制系统：采用按钮、接触采用按钮、接触器及继电器等组成的有触点的控制系统。器及继电器等组成的有触点的控制系统。电气图：电

22、气图：采用规定的图形和文字符号将采用规定的图形和文字符号将继电接触器控制系统表示的图形。电气图中继电接触器控制系统表示的图形。电气图中的各种电器和电机等电气元件都用国家标准的各种电器和电机等电气元件都用国家标准局规定的图形和文字符号表示。教材中的表局规定的图形和文字符号表示。教材中的表 1.1 和和 1.2 摘录了一些常用的图形和文字符号。摘录了一些常用的图形和文字符号。表表 1.1 常用电机电器图形符号（常用电机电器图形符号（GB4728-2000）表表1.2 电气设备常用基本文字符号电气设备常用基本文字符号(GB/T7159 1987)继电接触器控制系统的电气图一般分为继电接触器控制系统的

23、电气图一般分为结构图和原理图。结构图和原理图。结构图结构图中的各种电器及部件按实际位置中的各种电器及部件按实际位置绘制，通常用于维修及安装。绘制，通常用于维修及安装。原理图原理图中的各种电器及部件是根据控制中的各种电器及部件是根据控制的基本原理和要求分别绘在电路图中各个相的基本原理和要求分别绘在电路图中各个相应的位置，以表明各个电器之间的电路联系，应的位置，以表明各个电器之间的电路联系，便于分析控制线路的原理。便于分析控制线路的原理。图图1-12 笼式电动机的直接起动控制线路的结构图：笼式电动机的直接起动控制线路的结构图：熔断器熔断器FU交流接触器交流接触器KMSB1 原理图分为主电路和控制电

24、路两部分。原理图分为主电路和控制电路两部分。主电路主电路是从电源进线到电动机的大电流是从电源进线到电动机的大电流连接电路，其中有闸刀开关、接触器的主触连接电路，其中有闸刀开关、接触器的主触点、电动机等。点、电动机等。控制电路控制电路是对主电路进行控制、保护等是对主电路进行控制、保护等的小电流电路，其中有接触器线圈及辅助触的小电流电路，其中有接触器线圈及辅助触点、按钮等有关控制电器。点、按钮等有关控制电器。图图1-13 笼式电动机直接起动控制线路的原理图：笼式电动机直接起动控制线路的原理图：FRFR 绘制电路原理图应的原则：绘制电路原理图应的原则：（1）主电路和控制电路分开画。同一电器的各个）主

25、电路和控制电路分开画。同一电器的各个部件（如接触器的电磁线圈、主触点、辅助触点）按部件（如接触器的电磁线圈、主触点、辅助触点）按其作用分别画在主电路或控制电路中，但必须标注相其作用分别画在主电路或控制电路中，但必须标注相同的文字符号。同的文字符号。（2）所有电器的触点位置按其线圈未通电时的状）所有电器的触点位置按其线圈未通电时的状态绘制，手动电器按未受力时的状态画出，热元件按态绘制，手动电器按未受力时的状态画出，热元件按未动作时的状态绘制。未动作时的状态绘制。（3）主电路用较粗的线条，画在原理图的左侧或）主电路用较粗的线条，画在原理图的左侧或上方；控制电路用细线条画在原理图的右侧或下方。上方；

26、控制电路用细线条画在原理图的右侧或下方。（4）原理图中各电气元件一般均按动作顺序由上）原理图中各电气元件一般均按动作顺序由上而下、从左到右依次绘制。而下、从左到右依次绘制。（5）原理图中各电器必须用国家统一规定的图形）原理图中各电器必须用国家统一规定的图形符号和文字符号绘制符号和文字符号绘制。1.2.2 三相异步电动机基本控制线路三相异步电动机基本控制线路 1直接起动控制电路直接起动控制电路 中、小型三相笼式异步电动机直接起中、小型三相笼式异步电动机直接起动动的控制电的控制电路如图。工作过程：路如图。工作过程：起动：合上起动：合上Q，按下，按下SB2，KM线圈吸合，线圈吸合，KM 主触点闭合，

27、电动机运转。主触点闭合，电动机运转。KM辅助常开触点闭合，辅助常开触点闭合，自锁。自锁。停转：按下停转：按下SB1，KM线圈断电，主触点、辅助线圈断电，主触点、辅助触点断开，电动机停止。触点断开，电动机停止。自锁：自锁：依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象。通电的现象。除去自锁触点，便是电动机的除去自锁触点，便是电动机的“点动点动”控制电路。控制电路。控制电路的保护功能控制电路的保护功能：熔断器熔断器FU起起短路保护短路保护作用。作用。热继电器热继电器FR起起过载保护过载保护作用。作用。交流接触器交流接触器KM能实现能实现欠压和失压保护欠压和失压保

28、护。2.正反转控制电路正反转控制电路 图图1-14 异步电动机正反转控制电路：异步电动机正反转控制电路：KMRKMF KMF和和KMR分别表示控制正转和反转的分别表示控制正转和反转的交流接触器。正反转控制电路必须确保两个接交流接触器。正反转控制电路必须确保两个接触器不能同时得电。为此，在电路中将两个接触器不能同时得电。为此，在电路中将两个接触器中的辅助常闭触点交叉串接到对方线圈回触器中的辅助常闭触点交叉串接到对方线圈回路中实现电气互锁路中实现电气互锁(也叫电气联锁也叫电气联锁)。互锁：互锁：在同一时间里两个接触器只允许一在同一时间里两个接触器只允许一个工作的控制作用。个工作的控制作用。问题：正

29、反转转向变化时操作不便问题：正反转转向变化时操作不便。解决：采用双联按钮解决：采用双联按钮。借助双联按钮机械。借助双联按钮机械动作的动作的“先断后合先断后合”的特点可以实现机械联锁。的特点可以实现机械联锁。图图1-141-14具有双重联锁的异步电动机正反转控制电路：具有双重联锁的异步电动机正反转控制电路：3行程控制行程控制 行程控制：行程控制：根据生产机械运动部件位根据生产机械运动部件位置或位移变化，通过行程开关自动接通或置或位移变化，通过行程开关自动接通或断开相应控制回路，使受控对象按控制要断开相应控制回路，使受控对象按控制要求动作的一种控制方式。在继电接触器控求动作的一种控制方式。在继电接

30、触器控制系统中，行程控制被广泛用来实现自动制系统中，行程控制被广泛用来实现自动控制和终端保护控制等。控制和终端保护控制等。图图1-15 1-15 行程控制示意图及限位行程控制电路：行程控制示意图及限位行程控制电路：前进前进后退后退STASTBSTBSTA 图图1-16 1-16 自动往复行程控制电路：自动往复行程控制电路：STBSTA 4时间控制时间控制 时间控制时间控制：采用时间继电器进行延时的采用时间继电器进行延时的控制。控制。如某些生产机械的控制电路需要按一定如某些生产机械的控制电路需要按一定的时间间隔来接通或断开，如三相异步电动的时间间隔来接通或断开，如三相异步电动机的机的Y换接起动，

31、起动时电动机定子绕换接起动，起动时电动机定子绕组先接成组先接成Y形，经过一段时间，待电动机转形，经过一段时间，待电动机转速上升到接近额定转速时，再换接成速上升到接近额定转速时，再换接成形。形。又如多台电动机按时间顺序起动控制。又如多台电动机按时间顺序起动控制。图图1-171-17三相笼式异步电动机三相笼式异步电动机Y-Y-换接起动控制电路：换接起动控制电路：D1 D2 D3D4 D5 D6D4D1D2D5D3D6D1 D2 D3 电器动作顺序：电器动作顺序：KM1辅助触点闭合自锁辅助触点闭合自锁,常闭触点断开互锁常闭触点断开互锁 KM1线圈线圈 KM2 不能得电不能得电 得电得电 KM1 主触

32、点闭合主触点闭合 电动机星形降压起动电动机星形降压起动 KM3主触点闭合主触点闭合 按按SB2 KM3线圈线圈 得电得电 KM3辅助触点断开辅助触点断开 KT无延时常开触点闭合自锁无延时常开触点闭合自锁 KT线圈线圈 KT有延时常闭触点延时断开有延时常闭触点延时断开,KM1失电失电 得电得电 KM1的辅助常闭触点闭合使的辅助常闭触点闭合使KM2线圈得电线圈得电 KM2辅助常闭触点断开辅助常闭触点断开KM3线圈失电主触点断开线圈失电主触点断开 KM3辅助常开触点闭合辅助常开触点闭合KM1线圈得电主触点闭合线圈得电主触点闭合 KM2主触点闭合主触点闭合 电动机三角形全压运行电动机三角形全压运行1.

33、3 典型机床控制线路举例典型机床控制线路举例l 1.3.1 普通车床电气控制系统普通车床电气控制系统l 1.3.2 万能铣床电气控制系统万能铣床电气控制系统1.3.1 普通车床电气控制系统普通车床电气控制系统 1.主要结构主要结构 作用：作用：普通车床适用于加工各种轴类、普通车床适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，如套筒类和盘类零件上的回转表面，如车削内车削内外圆柱面、圆锥面外圆柱面、圆锥面、端面及加工各种常用公、端面及加工各种常用公、英制英制螺纹螺纹，还可以，还可以钻孔钻孔、扩孔、铰孔、滚花、扩孔、铰孔、滚花等。等。组成组成:主要由床身、主轴变速箱、进给主要由床身、主轴变速箱、

34、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杠和光杠等部箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杠和光杠等部件组成件组成。图图1-181-18 CA6140 CA6140 型普通车床外观图：型普通车床外观图：1.主轴变速箱主轴变速箱 2.床身床身 3.刀架及溜板刀架及溜板 2.4.尾架尾架 5、7.床腿床腿 6.溜板箱溜板箱 8.进给箱进给箱 2 CA6140 型普通车床控制电路分析型普通车床控制电路分析 CA6140 车床是普通精度级车床，它的车床是普通精度级车床，它的加工范围较广，但自动化程度低，适用于小加工范围较广，但自动化程度低，适用于小批量生产及修配车间使用。批量生产及修配车间使用。CA6140普通车床主轴正反

35、转由操作手柄普通车床主轴正反转由操作手柄通过双向多片摩擦离合器控制，摩擦离合器通过双向多片摩擦离合器控制，摩擦离合器还可起到过载保护作用。主轴的快速制动由还可起到过载保护作用。主轴的快速制动由机械制动实现。为了使刀具快速地接近或退机械制动实现。为了使刀具快速地接近或退离加工部位，有一快速移动电动机由操作按离加工部位，有一快速移动电动机由操作按钮控制。钮控制。图图1-19 CA6140普通车床电气控制系统原理图普通车床电气控制系统原理图:FU1FU2FU1 表表1.3 CA6140普通车床电气控制系统所用电气元件表普通车床电气控制系统所用电气元件表 冷却泵、刀架电动机起停接触器冷却泵、刀架电动机

36、起停接触器 （1）CA6140 普通车床的主电路普通车床的主电路 电源由开关电源由开关 QS 引入，该开关不宜直接引入，该开关不宜直接接通或断开负荷。主电机接通或断开负荷。主电机 M1 由接触器由接触器 KM1 的的3个动合触点控制其运转和停止。由于电机个动合触点控制其运转和停止。由于电机容量不大，故采用直接起动。由于电源进线容量不大，故采用直接起动。由于电源进线处已装有熔断器，所以主电机不再装设熔断处已装有熔断器，所以主电机不再装设熔断器作短路保护。冷却泵电动机器作短路保护。冷却泵电动机 M2 和快速移和快速移动电动机动电动机 M3 分别由接触器分别由接触器 KM2、KM3 的的动合触点控制

37、，动合触点控制，M2和和M3的容量都很小，分的容量都很小，分别用熔断器别用熔断器 FU1 和和FU2 作为短路保护。在作为短路保护。在3个电动机的主电路中还分别设有个电动机的主电路中还分别设有 FR1、FR2 和和 FR3 作过载保护。作过载保护。（2）控制电路分析）控制电路分析 控制电路由控制变压器控制电路由控制变压器 TC 将将 380V 交流交流电压降为电压降为 110V 控制电压供电，并由熔断器控制电压供电，并由熔断器 FU3 作短路保护。作短路保护。合上电源开关合上电源开关 QS 后控制回路经后控制回路经TC 供电，供电，主电机主电机 M1 由接触器由接触器 KM1 控制控制。按下起

38、动按。按下起动按钮钮 SB1，接触器，接触器 KM1 线圈通电，主电路中线圈通电，主电路中 KM1 的的 3 个动合主触点闭合主电机个动合主触点闭合主电机 M1 起起动，同时动，同时 KM1 的一个辅助触点也闭合，实现的一个辅助触点也闭合，实现自锁，保证自锁，保证 M1 在松开按钮在松开按钮 SB1 后能继续运后能继续运转。按下停止按钮转。按下停止按钮 SB2，接触器，接触器 KM1 线圈断线圈断电，电，M1 停止运转。当电动机停止运转。当电动机 M1 过载时，热过载时，热继电器继电器 FR1 动作，动作，KM1 线圈断电，线圈断电，M1 停止停止运转。运转。冷却泵电动机冷却泵电动机 M2 由

39、接触器由接触器 KM2 控制，控制，接通转换开关接通转换开关 SA1,KM2 线圈通电，线圈通电，M2 起起动，热继电器动，热继电器 FR2 起过载保护作用。起过载保护作用。快速移动电动机快速移动电动机 M3 由接触器由接触器 KM3 控制，控制，由于按钮由于按钮 SB3 没有自锁，故快速移动电动机没有自锁，故快速移动电动机 M3 只能手动进行点动，松开只能手动进行点动，松开 SB3 后后 M3 即即停止。停止。KM3 线圈回路内接有线圈回路内接有 KM1 的动合辅的动合辅助触点，故助触点，故 M1 和和 M3 有有联锁联锁，只有，只有 M1 起起动后，才能起动快速移动电动机动后，才能起动快速

40、移动电动机 M3。（3）照明和信号电路）照明和信号电路 照明灯由控制变压器照明灯由控制变压器 TC 次级次级 24V 安全电压供电，由转换开关安全电压供电，由转换开关 SA2 控制，熔控制，熔断器断器FU6 作短路保护。指示灯由作短路保护。指示灯由 TC 次级次级 24V 低压供电，熔断器低压供电，熔断器 FU6 作短路保护，作短路保护，电源开关电源开关 QS 接通后指示灯亮表示车床接通后指示灯亮表示车床已开始工作。已开始工作。第第1章章 小小 结结 (1)常常用用的的有有触触点点低低压压控控制制电电器器有有闸闸刀刀开开关关、组组合合开开关关、按按钮钮、接接触触器器、继继电电器器、熔熔断断器器

41、、行行程程开开关关、自自动动空空气气开开关关等等,用用这这些些电电器器组组成成的的电电动动机机继继电电接接触触器器控控制制系系统统是是目目前前依依仍仍广广泛泛采采用用的的自自动动控控制制方方式式。掌掌握握电电器器元元件件的的动动作作原原理理和和表表示示符符号号是是分分析析控控制电路的基础。制电路的基础。(2)电路原理图分为主电路和控制电路两部分。电路原理图分为主电路和控制电路两部分。主电路是从电源到电动机的供电电路，其中通过较主电路是从电源到电动机的供电电路，其中通过较大的电流；控制电路以及信号、照明等辅助电路中大的电流；控制电路以及信号、照明等辅助电路中通过的电流较小。原理图中同一电器的各个

42、部件通过的电流较小。原理图中同一电器的各个部件（如接触器的电磁线圈、主触点、辅助触点）可按（如接触器的电磁线圈、主触点、辅助触点）可按其作用分别画在主电路或控制电路中，但必须标注其作用分别画在主电路或控制电路中，但必须标注相同的文字符号。相同的文字符号。(3)异异步步电电动动机机的的基基本本控控制制电电路路有有直直接接起起动动控控制制电电路路（单单向向起起停停控控制制、点点动动控控制制）和和正正反反转转控控制制电电路路等等，常常用用的的控控制制方方式式有有行行程程控控制制、时时间间控控制制等等等等。熟熟悉悉并并掌掌握握它它们们是是阅阅读控制电路原理图和设计控制电路的基础。读控制电路原理图和设计

43、控制电路的基础。自锁和联锁是控制电路中常用的控制方法，自锁和联锁是控制电路中常用的控制方法，必须掌握自锁触点和联锁触点的接法和作用。必须掌握自锁触点和联锁触点的接法和作用。(4)动动机机控控制制电电路路应应具具备备的的保保护护功功能能主主要要有：有：短路保护：由熔断器或过流继电器实现。短路保护：由熔断器或过流继电器实现。过载保护：由热继电器实现。过载保护：由热继电器实现。失压保护：由接触器实现。失压保护：由接触器实现。联锁保护：由联锁辅助触点实现。联锁保护：由联锁辅助触点实现。(5)介绍了几种典型机床电气控制系统。介绍了几种典型机床电气控制系统。通过对机床电气控制系统的分析，加强知识通过对机床

44、电气控制系统的分析，加强知识的综合应用能力。的综合应用能力。思思 考考 题题 与与 习习 题题1.1 闸刀开关和按钮的作用有何差别？闸刀开关和按钮的作用有何差别？1.2 熔断器有何用途？如何选择？熔断器有何用途？如何选择？1.3 交流接触器有何用途？主要有哪几部分交流接触器有何用途？主要有哪几部分 组组 成，各起什么作用？成，各起什么作用？1.4 简述热继电器的主要结构和动作原理。简述热继电器的主要结构和动作原理。1.5 简述行程开关和按钮的相同之处和不同简述行程开关和按钮的相同之处和不同 之处。之处。1.6 简述空气式时间继电器的延时动作原理。简述空气式时间继电器的延时动作原理。1.7 指出

45、图指出图1-27 所示异步电动机直接起动控制电路的接线错误。所示异步电动机直接起动控制电路的接线错误。图图1-27 习题习题 7 图图1.8 画出能连续单向运行，又能画出能连续单向运行，又能“点动点动”的异步电动机的控制的异步电动机的控制电电 路，并简述其控制原理。路，并简述其控制原理。1.9 画出能两地控制同一台电动机直接起动的控制电路。画出能两地控制同一台电动机直接起动的控制电路。1.12 指出图指出图1-28 异步电动机正反转控制电路的错误，并分析由异步电动机正反转控制电路的错误，并分析由 此产生的后果。此产生的后果。P331.14 根据下列要求，分别绘出控制电路：根据下列要求，分别绘出

46、控制电路：（1）电动机）电动机M1先起动后先起动后M2才能起动，才能起动，M2并能单独停车；并能单独停车；（2）电动机）电动机M1先起动后先起动后M2才能起动，才能起动，M2并能点动；并能点动；（3）M1先起动，经过一定延时后先起动，经过一定延时后M2才能自行起动；才能自行起动；（4）M1先起动，经过一定延时后先起动，经过一定延时后M2自行起动，自行起动，M2起动后起动后 M1立即停车；立即停车；（5）起动时，）起动时，M1起动后起动后M2才能起动。停止时，才能起动。停止时，M2停止后停止后 M1才能停止。才能停止。1.15 试设计一个运料小车控制电路。要求小车在运料到达目的试设计一个运料小车控制电路。要求小车在运料到达目的 地后自动停车，停车地后自动停车，停车30秘后自动返回出发位置，返回出发秘后自动返回出发位置，返回出发 位置后自动停车。位置后自动停车。本本 章章 结结 束束